RU223994U1 - Composite basalt material stud - Google Patents
Composite basalt material stud Download PDFInfo
- Publication number
- RU223994U1 RU223994U1 RU2024101342U RU2024101342U RU223994U1 RU 223994 U1 RU223994 U1 RU 223994U1 RU 2024101342 U RU2024101342 U RU 2024101342U RU 2024101342 U RU2024101342 U RU 2024101342U RU 223994 U1 RU223994 U1 RU 223994U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stud
- basalt
- fiber
- hexagon
- threaded
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 abstract description 6
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к конструкциям крепежных деталей типа шпилек и может быть использована для сборки резьбовых соединений в машиностроении. Шпилька из композитного базальтового материала, содержащая резьбовую часть до буртика и резьбовую часть на противоположном конце шпильки, буртик для упора, шестигранник и цилиндрическую часть, при этом шпилька выполнена из композитного материала, включающего базальтовую основу в виде волокна, пропитанную связующими смолами, шестигранник сформирован штампом из нагретой заготовки, причем базальтовая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением крошки базальтовых волокон, предварительно равномерно перемешанного в смоле, причем длина цилиндров крошки базальтовых волокон равна разности между наружным диаметром резьбы шпильки и ее внутренним диаметром. Техническим результатом полезной модели является повышение устойчивости резьбового и граниевого соединения шпильки за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов. 1 ил. The utility model relates to the designs of fasteners such as studs and can be used for assembling threaded connections in mechanical engineering. A stud made of a composite basalt material, containing a threaded part up to the shoulder and a threaded part at the opposite end of the stud, a shoulder for stop, a hexagon and a cylindrical part, wherein the stud is made of a composite material including a basalt base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, the hexagon is formed by a stamp from a heated workpiece, and the basalt base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, is made with the addition of basalt fiber crumbs, previously uniformly mixed in the resin, and the length of the basalt fiber crumb cylinders is equal to the difference between the outer diameter of the stud thread and its inner diameter. The technical result of the utility model is to increase the stability of the threaded and edge connection of the stud by improving the rigidity of epoxy composites. 1 ill.
Description
Область техникиField of technology
Полезная модель относится к конструкциям крепежных деталей типа шпилек и может быть использована для сборки резьбовых соединений в машиностроении.The utility model relates to the designs of fasteners such as studs and can be used for assembling threaded connections in mechanical engineering.
Уровень техникиState of the art
Известен болт из композитного материала (патент RU 214624 МПК Е04С 5/12. Опубликовано: 08.11.2022 Бюл. №31), содержащий шестигранную головку и стержень с гладкой и резьбовой частями, при этом болт выполнен из композитного материала, включающего базальтовую основу в виде волокна, пропитанную связующими смолами, шестигранная головка сформирована штампом из нагретой заготовки, причем базальтовая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением базальтового порошка, предварительно перемешанного в смоле.A bolt made of composite material is known (patent RU 214624 MPK E04S 5/12. Published: 11/08/2022 Bulletin No. 31), containing a hexagonal head and a rod with smooth and threaded parts, while the bolt is made of a composite material, including a basalt base in the form fibers impregnated with binding resins, the hexagonal head is formed by a stamp from a heated workpiece, and the basalt base in the form of fibers, impregnated with binding resins, is made with the addition of basalt powder, pre-mixed in the resin.
Недостатком известного устройства является низкая устойчивость резьбового соединения шпильки.A disadvantage of the known device is the low stability of the threaded connection of the stud.
Известно наиболее близкое устройство шпилька из композитного базальтового материала (патент RU 219140 МПК F16B 35/04. Опубликовано: 30.06.2023 Бюл. №19), содержащая резьбовую часть до буртика и резьбовую часть на противоположном конце шпильки, буртик для упора, шестигранник и цилиндрическую часть, при этом шпилька выполнена из композитного материала, включающего базальтовую основу в виде волокна, пропитанную связующими смолами, шестигранник сформирован штампом из нагретой заготовки, отличающаяся тем, что базальтовая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением базальтового порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.The closest known device is a stud made of composite basalt material (patent RU 219140 MPK F16B 35/04. Published: 06/30/2023 Bulletin No. 19), containing a threaded part up to the shoulder and a threaded part at the opposite end of the stud, a shoulder for stop, a hexagon and a cylindrical part, wherein the pin is made of a composite material, including a basalt base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, the hexagon is formed by a stamp from a heated workpiece, characterized in that the basalt base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, is made with the addition of basalt powder, previously uniformly mixed in resin.
Недостатком известного устройства является низкая устойчивость резьбового соединения шпильки.A disadvantage of the known device is the low stability of the threaded connection of the stud.
Раскрытие полезной моделиDisclosure of utility model
Техническим результатом полезной модели является повышение устойчивости резьбового и граниевого соединения шпильки за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов.The technical result of the utility model is to increase the stability of the threaded and edge connection of the stud by improving the rigidity of epoxy composites.
Настоящий технический результат достигается в устройстве шпилька из композитного базальтового материала, содержащем резьбовую часть до буртика и резьбовую часть на противоположном конце шпильки, буртик для упора, шестигранник и цилиндрическую часть, при этом шпилька выполнена из композитного материала, включающего базальтовую основу в виде волокна, пропитанную связующими смолами, шестигранник сформирован штампом из нагретой заготовки, причем базальтовая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением крошки базальтовых волокон, предварительно равномерно перемешанного в смоле, причем длина цилиндров крошки базальтовых волокон равна разности между наружным диаметром резьбы шпильки и ее внутренним диаметром. Отличительными признаками являются базальтовая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением крошки базальтовых волокон, использование такого материала повышает устойчивость резьбового соединения за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания базальтовых волокон с крошкой базальтовых волокон;This technical result is achieved in a stud device made of composite basalt material, containing a threaded part up to the flange and a threaded part at the opposite end of the stud, a shoulder for stop, a hexagon and a cylindrical part, while the stud is made of a composite material including a basalt base in the form of a fiber, impregnated binder resins, the hexagon is formed by a stamp from a heated workpiece, and the basalt base in the form of a fiber, impregnated with binder resins, is made with the addition of crumbs of basalt fibers, previously evenly mixed in the resin, and the length of the cylinders of crumbs of basalt fibers is equal to the difference between the outer diameter of the stud thread and its inner diameter Distinctive features are a basalt base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, made with the addition of basalt fiber crumbs, the use of such material increases the stability of the threaded connection by improving the rigidity of epoxy composites by combining basalt fibers with basalt fiber crumbs;
предварительно равномерное перемешивание крошки базальтового волокна в связующей смоле, это сохраняет устойчивость резьбового и граниевого соединения за счет жесткости гибридных эпоксидных композитов [3];pre-uniform mixing of basalt fiber crumbs in the binder resin, this preserves the stability of the threaded and edge joints due to the rigidity of hybrid epoxy composites [3];
длина цилиндров крошки базальтовых волокон равна разности между наружным диаметром резьбы шпильки и ее внутренним диаметром, что повышает устойчивость резьбового соединения шпильки за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов.the length of the basalt fiber crumb cylinders is equal to the difference between the outer diameter of the stud thread and its inner diameter, which increases the stability of the stud threaded connection by improving the rigidity of epoxy composites.
Сравнение заявляемого решения с аналогами и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».A comparison of the proposed solution with analogues and a prototype did not allow us to identify in them the features that distinguish the proposed solution; this allows us to draw a conclusion about compliance with the “novelty” criterion.
Краткое описание рисункаBrief description of the drawing
На фигуре приведен фронтальный вид шпильки, пропитанной связующими смолами с добавлением крошки базальтового волокна, включающий: 1 - резьбовую часть до буртика; 2 - буртик для упора; 3 - цилиндрическую часть; 4 - шестигранник, 5 - резьбовую часть на противоположном конце шпильки.The figure shows a frontal view of a stud impregnated with binding resins with the addition of basalt fiber crumbs, including: 1 - threaded part up to the collar; 2 - shoulder for stop; 3 - cylindrical part; 4 - hexagon, 5 - threaded part on the opposite end of the stud.
Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model
Основным сырьем для производства шпильки из базальта является базальторовинг. Кроме этого, для изготовления шпильки из композита требуется: смолы; намоточный жгут базальторовинг, который идет на обмотку стержня шпильки для создания буртика; спирт этиловый; ацетон; дициандиамид; крошка цилиндров базальтового волокна, полученная из базальтового волокна путем рубки ровинга в виде пучка в рубочной машине [4]. Длина цилиндров крошки зависит от скорости подачи ровинга волокна и скорости опускания ножа. Технология производства шпильки из базальта заключается в следующем. Нити ровинга со специального устройства шпулярника поступают на механизм натяжения, в котором они располагаются в соответствующем порядке. Скомпонованные в заданном порядке нити проходят стадию сушки и предварительного подогрева горячим воздухом. Подогретый ровинг погружают в пропиточную ванну со смолой, предварительно равномерно перемешанной с крошкой базальтового волокна в миксере. Непрерывный, композитный пруток пропускается через протягивающий механизм, на выходе из которого производится резка прутка согласно заданному размеру. После пропиточной ванны материал протягивают через фильеру для получения тела шпильки цилиндрической части 3, заданной площади поперечного сечения стержня и его длины, с учетом формирования шестигранника 4 штампом из нагретой заготовки на расстоянии ниже резьбы. Профилирующая фильера может быть выполнена, например, в виде разъемной стальной конструкции, состоящей из двух прямоугольников с отфрезерованной и обработанной канавкой полу фигуры по длине каждой части, которые при смыкании образуют поверхность в виде круга, соответствующей площади целевого устройства.The main raw material for the production of basalt studs is basaltoroving. In addition, to make a composite pin, you need: resin; basaltoroving winding harness, which goes to winding the stud rod to create a bead; ethanol; acetone; dicyandiamide; crumb of basalt fiber cylinders obtained from basalt fiber by chopping roving in the form of a bundle in a chopping machine [4]. The length of the crumb cylinders depends on the feed speed of the fiber roving and the speed of lowering the knife. The technology for producing basalt hairpins is as follows. The roving threads from a special creel device enter the tension mechanism, in which they are arranged in the appropriate order. The threads arranged in a given order go through the stage of drying and preheating with hot air. The heated roving is immersed in an impregnation bath with resin, pre-evenly mixed with basalt fiber crumbs in a mixer. A continuous, composite rod is passed through a drawing mechanism, at the exit of which the rod is cut according to a given size. After the impregnation bath, the material is pulled through a die to obtain a stud body of the cylindrical part 3, a given cross-sectional area of the rod and its length, taking into account the formation of a hexagon 4 by a stamp from a heated workpiece at a distance below the thread. The profiling die can be made, for example, in the form of a detachable steel structure, consisting of two rectangles with a milled and grooved half-figure along the length of each part, which, when closed, form a surface in the form of a circle corresponding to the area of the target device.
При производстве шпильки из композита используют трехпозиционный автоматический пресс. Горячую штамповку шестигранника 4 выполняют в три позиции технологических переходов. На первой штамповочной позиции производят калибровку заготовки и начинают формирование шестигранника 4. Начиная со второй штамповочной позиции, идет формирование шестигранника 4 с ребрами и гранями. На третьей штамповочной позиции завершается формирование калибровки стержня под буртик 2 в заготовке шпильки. Для работы накатником стержень выполняют по среднему диаметру резьбы 1 и 5. Накатник имеет заборный конус с таким же профилем, если смотреть с торца, и с полной высотой резьбы. Резьбу выполняют накатником выдавливанием с обеих концов шпильки, при этом, случайным образом, половина длины цилиндров крошки базальтовых волокон остается в теле шпильки, а другая половина формируется в ее резьбе, равной разности между наружным диаметром резьбы шпильки и ее внутренним диаметром.When producing composite studs, a three-position automatic press is used. Hot stamping of hexagon 4 is performed in three positions of technological transitions. At the first stamping position, the workpiece is calibrated and the formation of a hexagon 4 begins. Starting from the second stamping position, the formation of a hexagon 4 with ribs and faces begins. At the third stamping position, the formation of the calibration rod for collar 2 in the stud blank is completed. To operate as a knurl, the rod is made along the average diameter of threads 1 and 5. The knurl has a intake cone with the same profile, when viewed from the end, and with the full height of the thread. The thread is made by knurling by extruding from both ends of the stud, while, randomly, half the length of the cylinders of crumbs of basalt fibers remains in the body of the stud, and the other half is formed in its thread, equal to the difference between the outer diameter of the stud thread and its internal diameter.
Подготовленная шпилька направляется в туннельную печь, предназначенную для ускорения процесса полимеризации пропиточных смол. Горячая шпилька отправляется в охлажденную ванную, где под проточной водой она полностью охлаждается. Охлажденная шпилька на токарном автомате проходят калибровку резьбы 1 и 5 и упора у буртика 2. При этом шестигранник 4 находится между цилиндрической частью 3 и резьбовой частью 5 на противоположном конце.The prepared pin is sent to a tunnel oven designed to accelerate the polymerization process of impregnating resins. The hot pin is sent into a cooled bath, where it is completely cooled under running water. The cooled stud on the lathe undergoes calibration of threads 1 and 5 and the stop at the collar 2. In this case, the hexagon 4 is located between the cylindrical part 3 and the threaded part 5 at the opposite end.
Прочность базальта на одноосное сжатие в среднем в МПа составляет 160 [5], это повышает поверхностную устойчивость устройства.The average uniaxial compressive strength of basalt in MPa is 160 [5], this increases the surface stability of the device.
Заявляемое шпилька из композитного базальтового материала повышает устойчивость резьбового и граниевого соединения при ее эксплуатации и исключает возможное их ослабления.The inventive pin made of composite basalt material increases the stability of the threaded and edge connections during its operation and eliminates their possible weakening.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 214624 МПК Е04С 5/12. Опубликовано: 08.11.2022 Бюл. №31;1. Patent RU 214624 MPK E04C 5/12. Published: 11/08/2022 Bulletin. No. 31;
2. Патент RU 219140 МПК F16B 35/04. Опубликовано: 30.06.2023 Бюл. №19;2. Patent RU 219140 MPK F16B 35/04. Published: 06/30/2023 Bulletin. No. 19;
3. Гибридное влияние базальтовых волокон и базальтового порошка на термомеханические свойства эпоксидных композитов. Композиты, часть B: Машиностроение, том 125, 2017, стр.157-164;3. Hybrid effect of basalt fibers and basalt powder on the thermomechanical properties of epoxy composites. Composites Part B: Mechanical Engineering, Vol. 125, 2017, pp. 157-164;
4. Рубочная машина для стекловолокна. https://oborudovanie.myprom.ru/product/rubochnaya-gilotina-dlya-vseh-tipov-volokon_95420;4. Fiberglass chipping machine. https://oborudovanie.myprom.ru/product/rubochnaya-gilotina-dlya-vseh-tipov-volokon_95420;
5. Основы физики горных пород, геомеханики и управления состоянием массива. Порцевский А.К., Катков Г.А. Гриф УМО (№51-73 от 28.06.2004) Зарегистрирован в Федеральном агентстве по образованию (№5374 от 16.11.2005), 120 с.с.21. https://yandex.ru/search/?text=%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0+%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BD%D1%8B%D1%85+%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4+%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B8%D0%BA+%D0%B4%D0%BB%D1%8F+%D0%B2%D1%83%D0%B7%D0%BE%D0%B2&clid=2233626&search_source=dzen_desktop_safe&src=suggest_Pers&lr=212153.5. Fundamentals of rock physics, geomechanics and rock mass control. Portsevsky A.K., Katkov G.A. UMO stamp (No. 51-73 dated June 28, 2004) Registered with the Federal Agency for Education (No. 5374 dated November 16, 2005), 120 pp. 21. https://yandex.ru/search/?text=%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0+%D0%B3%D0%BE%D1%80% D0%BD%D1%8B%D1%85+%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4+%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0 %BD%D0%B8%D0%BA+%D0%B4%D0%BB%D1%8F+%D0%B2%D1%83%D0%B7%D0%BE%D0%B2&clid=2233626&search_source=dzen_desktop_safe&src=suggest_Pers&lr=212153 .
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU223994U1 true RU223994U1 (en) | 2024-03-12 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU226769U1 (en) * | 2024-04-23 | 2024-06-21 | Владимир Васильевич Галайко | Composite hybrid basalt material stud |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2309848C1 (en) * | 2006-06-05 | 2007-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Армопроект" | Composite threaded joining member |
DE202018100151U1 (en) * | 2018-01-12 | 2018-02-21 | Ctg Carbon Team Germany Gmbh | Carbon fiber screw |
RU219140U1 (en) * | 2023-04-30 | 2023-06-30 | Владимир Васильевич Галайко | Hairpin made of composite basalt material |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2309848C1 (en) * | 2006-06-05 | 2007-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Армопроект" | Composite threaded joining member |
DE202018100151U1 (en) * | 2018-01-12 | 2018-02-21 | Ctg Carbon Team Germany Gmbh | Carbon fiber screw |
RU219140U1 (en) * | 2023-04-30 | 2023-06-30 | Владимир Васильевич Галайко | Hairpin made of composite basalt material |
RU219189U1 (en) * | 2023-05-09 | 2023-07-04 | Владимир Васильевич Галайко | Carbon Composite Stud |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU226769U1 (en) * | 2024-04-23 | 2024-06-21 | Владимир Васильевич Галайко | Composite hybrid basalt material stud |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102979097A (en) | Weaving sleeve pipe type fiber reinforce plastic (FRP) rib and preparation method thereof | |
EP0000734B1 (en) | Method for making rods or tubes having a constant profile of fibre reinforced material | |
WO2011066917A3 (en) | Method and device for producing a fibre-reinforced material | |
RU223994U1 (en) | Composite basalt material stud | |
RU112664U1 (en) | TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR PRODUCTION OF COMPLEXLY REINFORCED ARTICLES FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS | |
RU226769U1 (en) | Composite hybrid basalt material stud | |
CN111877158A (en) | Carbon fiber composite material rib with spiral resin ribs at two ends and preparation method thereof | |
CN102990949A (en) | Preparation method of composite material bar for concrete structure | |
RU219140U1 (en) | Hairpin made of composite basalt material | |
RU219170U1 (en) | Fiberglass composite stud | |
CN201679511U (en) | Glass steel anchor rod, anchor rod component and system for manufacturing glass steel anchor rod | |
RU222281U1 (en) | Fiberglass composite screw | |
RU219189U1 (en) | Carbon Composite Stud | |
RU222083U1 (en) | Carbon composite screw | |
KR20220038050A (en) | Pultrusion of profiles with non-uniform cross-sections | |
RU218713U1 (en) | Screw made of composite basalt material | |
RU214624U1 (en) | Composite Bolt | |
RU222079U1 (en) | Carbon Composite Nut | |
CN101482024A (en) | Full-thread fiber-reinforced thermoplastic plastics anchor bar and its processing technique | |
CN103668625B (en) | A kind of silvalin stranding device and method that promotes fibre reinforced composites mechanical property | |
CN1644878A (en) | Glass fibre reinforced plastics rockbolts and manufacture thereof | |
RU220450U1 (en) | Fiberglass composite bolt | |
RU226504U1 (en) | Shaft made of composite basalt hybrid material | |
RU219706U1 (en) | GRP Composite Nut | |
RU223115U1 (en) | Bolt |